安徽工业大学电力电子试题及答案

电力电子试题2、当温度降低时，晶闸管的触发电流会 、正反向漏电流会 上升时，晶闸管的触发电流会 、正反向漏电流会 。3、晶闸管对触发脉冲的要求是、和。4、多个晶闸管相并联时必需考虑的问题，解决的方法是。5、在电流型逆变器中，输出电压波形为 波，输出电流波形为波。7、由晶闸管构成的逆变器换流方式有 换流和 换流。8按逆变后能量馈送去向不同来分类电力电子元件构成的逆变器可分为 逆变器与 逆变器两大类。9状态，软开关电路种类很多，但归纳起来可分为与 两大类。10、直流斩波电路在转变负载的直流电压时，常用的掌握方式有 三种。11、通常变流电路实现换流的方式有 四种。12、一般晶闸管的图形符号是 ，三个电极分别是 ， 和 晶闸管的导通条件是关断条件是13、要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用 触发；二是用 触发14晶闸管在触发开通过程中当阳极电流小于 电流之前如去掉 脉冲晶闸管又会关断。1、单相半控桥整流电路的两只晶闸管的触发脉冲依次应相差〔〕A、180°， B、60°， c、360°， 2、可实现有源逆变的电路为〔 〕。A、三相半波可控整流电路， B、三相半控桥整流桥电路，C、单相全控桥接续流二极管电路， D、单相半控桥整流电路。3、下面哪种功能不属于变流的功能〔 〕A、有源逆变 B、沟通调压 C、变压器降压 斩波4、三相半波可控整流电路的自然换相点是( )A、沟通相电压的过零点；C、比三相不控整流电路的自然换相点超前30°；D、比三相不控整流电路的自然换相点滞后60°。5、可实现有源逆变的电路为 。A、单相全控桥可控整流电路 控桥可控整流电路C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路三：简答题〔624〕1、R、CR实现有源逆变必需满足哪两个必不行少的条件？晶闸管触发的触发脉冲要满足哪几项根本要求？五、计算题〔25分〕1、在图示升压斩波电路中，E=50VR=20Ω，LC值极大，承受脉宽调制掌握方式，当U0I0〔10〕1、MOSFET、GT、GTR、IGBT、MOSFET、GTR2、增加、下降 、下降、增加3、要有足够的驱动功率、触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步、触发脉冲前沿要陡幅值要高4、均流串专用均流电抗器。 5、正弦波、方 6、双向晶闸管、800V、100A7负载、强迫 8、有源、无源 9、零电流开关、零电压开关1011、器件换流，电网换流，负载换流，强迫换流12、阳极A、阴极K、门极G、当晶闸管阳极电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管关断 加正电压，阴极接负电压，门极接正向电压形成了足够门极电流时晶闸管导通；1360º60º120º的宽脉冲，14、掣住、触发脉冲二、选择题 1：A 2：A 3：C 4：B 5：A三：简答题1：R、CR的作用为：使L、C形成阻尼振荡，不会产生振荡过电压，减小晶闸管的开通电流上升率，降低开通损耗。2：直流侧必需外接与直流电流Id同方向的直流电源E，其数值要稍大于逆变器输出平均电压Ud，才能提供逆变能量。逆变器必需工作在β<90º〔α>90º〕区域，使Ud<0,才能把直流功率逆变为沟通功率返送电网。3：A:触发信号应有足够的功率。B过掣住电流而维持导通。C：触发脉冲必需与晶闸管的阳极电压同步，脉冲移相范围必需满足电路要求。为了给沟通侧向直流侧反响的无功能量供给通道，逆变桥各臂开关器件都反并联了反响二极管。极管。四、计算题 1、U=133.3V；I=6.67A；0 0二体管的电路符号及伏安特性；说明单结晶体管的导通条件和截止条件。导通条件：u＞U，i＞I 〔2分〕e p e p截止条件：u＜U，i＜I 〔2分〕e v e v三1、实现有源逆变的条件为 和 。2、在由两组反并联变流装置组成的直流电机的四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正组 状态、 状态、反组 状态、 状态。3、在有环流反并联可逆系统中，环流指的是只流经 而不流经 的电流。为了减小环流，一般承受α β状态。4、有源逆变指的是把 能量转变成 能量后送给 装置。5给晶闸管阳极加上肯定的 电压在门极加上 电压并形成足够的 电流晶闸管才能导通。67、三相半波可控整流电路，输出到负载的平均电压波形脉动频率为 H；而三相全控桥整流电路，输出Z到负载的平均电压波形脉动频率为 H这说明 电路的纹波系数比 电路要小。Z8、造成逆变失败的缘由有 、 、 、 等几种。9、提高可控整流电路的功率因数的措施有 、 、 、 等四种。10、晶闸管在触发开通过程中，当阳极电流小于 电流之前，如去掉 管又会关断。三、选择题〔10分〕1、在单相全控桥整流电路中，两对晶闸管的触发脉冲，应依次相差 度。A、180度；B、60度；C、360度；D、120度；2、α= 度时，三相半波可控整流电路，在电阻性负载时，输出电压波形处于连续和断续的临界状态。A、0度； B、60度；C、30度；D、120度；3、通常在晶闸管触发电路中，假设转变 的大小时，输出脉冲相位产生移动，到达移相掌握的目的。A、同步电压； B、掌握电压； 冲变压器变比；4、可实现有源逆变的电路为 。A、单相全控桥可控整流电路 半控桥可控整流电路C、单相全控桥接续流二极管电路 D、单相半控桥整流电路β

选 时系统工作才牢靠。min

D、00四、问答题〔每题9分，18分〕 1、什么是逆变失败？形成的缘由是什么？1、要有一个直流逆变电源，它的极性方向与晶闸管的导通方向全都，其幅极应稍大于逆变桥直流侧输出的平均电压；逆变桥必需工作在β<90º〔即α>90º〕区间，使输出电压极性与整流时相反，才能把直流能量逆变成沟通能量反送到沟通电网。2、整流，逆变，整流，逆变，3、变流桥，不流经负载，α>β，4、直流，沟通，电网的，5、正向，正向门极，门极触发，6、单相桥式半控整流桥，三相桥式半控整流桥，7、150，300，三相桥式全控整流桥，三相半波可控流电路，8、逆变桥晶闸管或元件损坏，供电电源缺相，逆变角太小，触发脉冲丧失或未按时到达，9、小掌握角运行，增加电源相数，多组变流装置串联运行并进展掌握，增加电容补偿装置，10、 掣住，触发脉冲，三、选择题：1、A；2、C；3、B；4、A；5A；1、逆变失败指的是：逆变过程中因某种缘由使换流失败，该关断的器件末关断，该导通的器件末导通。从而使逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路。逆变失败后果是严峻的，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大的环流，损坏开关器件。产生逆变失败的缘由：一是逆变角太小；二是消灭触发脉冲丧失；三是主电路器件损坏；四是电源缺相等。2、A、触发电路必需有足够的输出功率；A、触发脉冲必需与主回路电源电压保持同步；B、触发脉冲要有肯定的宽度，且脉冲前沿要陡；C、触发脉冲的移相范围应能满足主电路的要求；四一．选择题〔单项选择，共10分〕关于绝缘栅双极型晶体管(IGBT)，下面说法错误的选项是( )其通态电阻较大，因而导通损耗也较大GTR复合而制成的IGBT工作在开关状态时，是在正向阻断区和饱和区之间转换和MOSFET之间2．三相半波可控整流电路，在电阻性负载时，其移相范围是( A．90° B．120° C．150° D．180°单相桥式全控整流电路中，由于变压器漏感造成的换流压降为( )2

X I X IBd B． Bd1C．2

X I 3X IBd Bd以下电路中，不行以实现有源逆变的是( )A．单相双半波可控整流电路 B．单相桥式半控整流电路C．单相桥式全控整流电路 全控整流电路以下可控整流电路中，输出电压谐波含量最少的是( )三相半波 B．单相双半波 C．三相桥式 二相整流6．电压型逆变电路的特点不包含( )A．直流侧接大电感 B．沟通侧电流接正弦波C．直流侧电压无脉动 电流有脉动7．斩波电路实现调压的方法是( )A．转变开关频率 B．转变开关周期 C．转变占空比 D．转变负载电流8．三相桥式全控整流电路，阻感负载，承受同步信号为锯齿波的触发电路，同步信号正弦波落后于加于晶闸管的相电压( )A．90º B．120º C．180º D．240º交－交变频电路的最高工作频率为〔〕1 1源频率的2倍到3倍 B.电源频率的2倍到3倍C.和电源频率一样 10．SPWM的电路基波是( )A．正弦波 B．三角波 C．锯齿波 一．选择题1.A2.C6.A7.C

3.A4.B8.C9.B A

D五目前常用的具有自关断力量的电力电子元件有电力晶体管、可关断晶闸管、功率场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管几种。简述晶闸管的正向伏安特性？答:晶闸管的伏安特性正向特性当IG=0假设正向电压超过临界极限即正向转折电压Ubo随着门极电流幅值的增大，正向转折电压降低，晶闸管本身的压降很小，在1V左右。IHIH称为维持电流。使晶闸管导通的条件是什么? 晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流〔脉冲〕。或：uAK>0且uGK>0。在如下器件：电力二极管PowerDiode、晶闸管SCR、门极可关断晶闸管GTO、电力晶体管GTR电力场效应管〔电力MOSFET、绝缘栅双极型晶体管〔IGBT〕中，属于半控型器件的是 。IL答：晶闸管刚从断态转入通态并移除触发信号后，能维持导通所需的最小电流。4 晶闸管通态平均电流I(AV) 答：晶闸管在环境温度为40C和规定的冷却状态下，稳定结温T不超过额定结温时所允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。标称其额定电流的参数。晶闸管的掌握角α〔移相角〕答：从晶闸管开头承受正向阳极电压起到施加触发脉冲止的电角度,用a表示,也称触发角或掌握角。常用电力电子器件有哪些？答：不行控器件：电力二极管。 半控型器件：晶闸管。 全控型器件：绝缘栅双极晶体管〔MOSFET〕，门极可关断晶闸管〔GTO〕，电力晶体管。〔电力电子器件有哪四种工作状态?〕答：四种，即开通、截止、反向击穿、正向击穿。维持晶闸管导通的条件是什么？怎样才能使晶闸管由导通变为关断？答：维持晶闸管导通的条件是晶闸管的电流大于使晶闸管维持导通所必需的最小电流。晶闸管由导通变为关断：去掉正向电压，施加反压，使晶闸管的电流低于维持电流。8 简述晶闸管的正常工作时的特性。晶闸管一旦导通，门极就失去掌握作用，不管门极触发电流是否还存在，晶闸管都保持导通。某一数值以下。对同一只晶闸管，维持电流I与擎住电流IH L

在数值大小上有I I。H L请在空格内标出下面元件的简称：电力晶体管GTR ；可关断晶闸管GTO；功率场效应晶体管MOSFET ；绝缘栅双极型晶体管IGBT ；IGBT和 GTR 的复合管。晶闸管触发电路的要求？答：晶闸管触发电路应满足以下要求：触发脉冲的宽度应保证晶闸管牢靠导通〔结合擎住电流的概念〕。触发脉冲应有足够的幅度。不超过门极电压、电流和功率定额，且在牢靠触发区域之内。应有良好的抗干扰性能、温度稳定性及与主电路的电气隔离。

是 MOSFET按内部电子和空穴两种载流子参与导电的状况，电力电子器件可分为单极型双极型、复合型三类。电力二极管的主要类型？_电流驱动和电压驱动两类。六三相桥式全控整流电路，其整流输出电压中含有哪些次数的谐波？其中幅值最大的是哪一次？变压器二次侧电流中含有哪些次数的谐波？其中主要的是哪几次？6k〔k＝1、2、3……〕66k1(k=1、2、3……)5、7次谐波。答：带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有以下异同点：平衡电抗器；U2

Ud

Id

2倍。ud状一样。

id

的波形形3-25．12脉波、24脉波整流电路的整流输出电压和沟通输入电流中各含哪些次数的谐波？答：12脉1次、3次、352〔，，·〕次谐波，2、42〔，，·〕次谐波。435794〔〕次4、84〔，，·〕次谐波。3-26．使变流器工作于有源逆变状态的条件是什么？5-10．多相多重斩波电路有何优点?答：多相多重斩波电路因在电源与负载间接入了多个构造一样的根本斩波电路，使得输入电源电流和输出负载电流的脉动次数增加、脉动幅度减小，对输入和输出电流滤波更简洁，滤波电感减小。此外，多相多重斩波电路还具有备用功能，各斩波单元之间互为备用，总体牢靠性提高。PWM掌握的根本原理。需要波形〔含外形和幅值。果根本一样，冲量即窄脉冲的面积。效果根本一样是指环节的输出响应波形根本一样。上述原理称为面积等效原理PWMN等份，就可把其看成是N个彼此相连的脉冲列所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于π/N，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。假设把上述脉冲列利用一样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波局部的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波局部面积〔冲量〕相等，就得到PWM波形。各PWM波形和正弦半波是等效的。对于正PWMPWM波形和期望得到的正弦波等效。PWM逆变电路的直流电压利用率？答：承受梯形波掌握方式，即用梯形波作为调制信号，可以有效地提高直流电压的利用率。3的倍数次谐涉及直流重量等，同样可以有效地提高直流电压利用率。PWM变流电路就是对变流电路承受电流跟踪掌握。也就是，不用信号波对载波进展调制，而是把期望输出的电流作为指令信号，把实际电流作为反响信号，通过二者的瞬时值比较来打算逆变电路各功率器件的通断，使实际的输出跟踪电流的变化。承受滞环比较方式的电流跟踪型变流器的特点：①硬件电路简洁；②属于实时掌握方式，电流响应快；③不用载波，输出电压波形中不含特定频率的谐波重量；④与计算法和调制法相比，一样开关频率时输出电流中高次谐波含量较多；⑤承受闭环掌握。PWM整流电路？它和相控整流电路的工作原理和性能有何不同？PWM整流电路的适当掌握，可以使其输1。重量，且沟通输入电流相位滞后于电压，总的功率因数低。1。PWM整流电路可以实现能量正反两个方向的流淌，即既可以运行在整流状态，从沟通侧向直流侧输送能量；也可以运行在逆变状态，从直流侧向沟通侧输送能量。而且，这两种方式都可以在单位功率因数下运行。此外，还可以使沟通电流超前电压90°，沟通电源送出无功功率，成为静止无功功率发生器。或使电流比电压超前或滞后任一角度。2-2.使晶闸管导通的条件是什么？答：使晶闸管导通的条件是：晶闸管承受正向阳极电压，并在门极施加触发电流〔脉冲。或：uAK>0且uGK>0。2-3.答：维持晶闸管导通的条件是使晶闸管的电流大于能保持晶闸管导通的最小电流，即维持电流。要使晶闸管由导通变为关断，可利用外加电压和外电路的作用使流过晶闸管的电流降到接近于零的某一数值以下，即降到维持电流以下，便可使导通的晶闸管关断。答：带平衡电抗器的双反星形可控整流电路与三相桥式全控整流电路相比有以下异同点：平衡电抗器；U2

Ud

Id

2倍。ud状一样。．整流电路多重化的主要目的是什么？

id

的波形形置所产生的谐波和无功功率对电网的干扰。329．什么是逆变失败？如何防止逆变失败？逆变颠覆。留出充分的换向裕量角β等。330．单相桥式全控整流电路、三相桥式全控整流电路中，当负载分别为电阻负载或电感负载时，要求的晶闸管移相范围分别是多少？0~0~90。0~0~90。4-l直接和负载联接。换流方式各有那儿种？各有什么特点？答：换流方式有4种： 利用全控器件的自关断力量进展换流。全控型器件承受此换流方式。电网换流：由电网供给换流电压，只要把负的电网电压加在欲换流的器件上即可。 负载换流：由负载供给换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时，可实现负载换流。附加电容上的能量实现，也称电容换流。晶闸管电路不能承受器件换流,依据电路形式的不同承受电网换流、负载换流和强迫换流3种方式。什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有什么特点？电流源的逆变电路称为电流型逆变电路电压型逆变电路的主要持点是：①直流侧为电压源或并联有大电容，相当于电压源。直流侧电压根本无脉动，直流回路呈现低阻抗。②由于直流电压源的钳位作用，沟通侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关。而沟通侧输出电流波形和相位因负载阻抗状况的不同而不同。③当沟通侧为阻感负载时需要供给无功功率，直流侧电容起反向，因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管。电压型逆变电路中反响二极管的作用是什么？为什么电流型逆变电路中没有反响二极管？答：在电压型逆变电路中,当沟通侧为阻感负载时需要供给无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作,逆变桥各臂都并联了反响二极管。当输出沟通电压和电流的极性一样时,,由反响二极管供给电流通道。4-7串联二极管式电流型逆变电路中,二极管的作用是什么?试分析换流过程。答:二极管的主要作用,一是为换流电容器充电供给通道,并使换流电容的电压能够得以保持,为晶闸管换流做好预备;,使晶闸管在关断之后能够承受肯定时间的反向电压,确保晶闸管牢靠关断，从而确保晶闸管换流成功。VT3之间的换流为例,串联二极管式电流型逆变电路的换流过程可简述如下:C13电压的作用,VT3VTl被施以反向电压而关断。直流电IdVTlVT3上,C13通过VDlUWVD2VT2VT3放电,如图5-16b/d,C13Uc13下降到零之前,VTl始终承受反压,只要反压rq，就能保证牢靠关断。U相负载电感的作用下,C13反向充电。如无视负载冲电阻的压降,Uc13=0时刻后,二极管VD3,开头流过电流,,,如图,充电电流渐渐减小,到某一时刻充电电流减到零,VDl承受反压而关断,二极管换流阶段完毕。之后,VT2、VT3稳定导逗阶段,电流路径如图5-Ⅰ6d所示。4-8.?如何实现??答:逆变逆变电路输出的矩形电压波,还是电流型逆变电路输出的矩形电流波,都含有较多谐波,对负载有不利影响,承受多重逆变电路,可以把几个矩形波组合起来获得接近正弦波的波形。,使它们所含的某些主要谐波重量,就可以得到较为接近正弦波的波形。组合方式有串联多重和并联多重两种方式。串联多重是把几个逆变电路的输出串联起来,并联多重是把几个逆变电路的输出并联起来。,直流电流极性是肯定的,无功能量时,电流并不反向,照旧经电路中的可控开关器件流通,因此不需要并联反响二极管。5-15-latVonEL、R、Mt期间，Uo=E。然后使Voff，此时电感LVDRMUo=0。一个周期内的Et Ut平均电压 on 0 off输出电压小于电源电压,起到降压的作用。5-45-2aLCVEL

I U1CRC

t It于通态的时间为on，此阶段电感LE1on。当VECt (U E)It向负载R供给能量。设V处于断态的时间为off，则在此期间电感L释放的能量为 0 1off；当电路工作于稳态时，一个周期T中电感L积蓄的能量与释放的能量相等，即：EIt1on

0

E)It1off化简得：tU on0toff

off

E

T Etoff式中的Ttoff1，输出电压高于电源电压，故称该电路为升压斩波电路。PWM掌握的根本原理。需要波形〔含外形和幅值。果根本一样，冲量即窄脉冲的面积。效果根本一样是指环节的输出响应波形根本一样。上述原理称为面积等效原理PWMN等份，就可把其看成是N个彼此相连的脉冲列所组成的波形。这些脉冲宽度相等，都等于π/N，但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化。假设把上述脉冲列利用一样数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波局部的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波局部面积〔冲量〕相等，就得到PWM波形。各PWM波形和正弦半波是等效的。对于正PWMPWM波形和期望得到的正弦波等效。PWMPWM型逆变电路中，输出相电压〔输出端相对〕SP